直拉单晶炉加料装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术涉及一种直拉单晶炉加料装置。其包括：进料管；硅料输运管，用于接收来自进料管的硅料，硅料输运管与进料管连通；以及下料管，用于接收来自硅料输运管的硅料，下料管与硅料输运管连通；其中，硅料的自然堆积角为θ

【技术实现步骤摘要】
直拉单晶炉加料装置
本技术涉及单晶硅生产装置领域，特别是涉及一种直拉单晶炉加料装置。
技术介绍
单晶硅材料是光伏行业的太阳能电池板的主要原材料之一，也是半导体芯片、晶圆加工制造的原材料，是绿色能源和半导体行业中不可或缺的一环。其生产工艺以直拉法(Czochralskiprocess/CZ)为主，传统的直拉法生产工艺随着技术发展进步，逐步演变为多次加料直拉法(RechargeCZ/RCZ)或者连续加料直拉法(ContinuousCZ/CCZ)等工艺路线。相比于传统直拉法(CZ)工艺，RCZ的工艺优势在于可以用一个坩埚(一炉)拉制多根晶棒，节约生产成本，提高产出效率。而CCZ工艺是在RCZ工艺上的进一步提升，即不间断的给料生长单晶：晶体生长长度不受坩埚容量限制，不需要中途加料，化料，大幅缩短工艺时间，增加产出效率。由于CCZ保持溶液量恒定，可以大幅改善单晶纵向电阻率分布的均匀性，从而显著提高晶体品质。总体而言，相比于传统CZ或RCZ，CCZ在工艺成本和产品质量上均有显著提升，是新一代的直拉单晶生长技术。基于CCZ工艺的需求，为维持熔体和温度场的稳定、晶体的连续生长，需要不间断的将加料器输出的硅料运送到炉体内的坩埚中，以提供所需添加的硅料。传统的固态加料采用石英管直接输送硅料，然而，石英管路的设计不当会造成：硅料在管内堆积，造成堵料导致运行停止的风险；或者硅料在石英管内运行速度快，掉落到硅溶液之后，溅硅严重对坩埚损害大，影响总运行时间和单晶产出。上述均会增加生产成本，不利于应用。
技术实现思路
基于此，有必要针对如何降低生产成本的问题，提供一种能够降低生产成本的直拉单晶炉加料装置。一种直拉单晶炉加料装置，所述直拉单晶炉加料装置包括：进料管；硅料输运管，用于接收来自所述进料管的硅料，所述硅料输运管与所述进料管连通；以及下料管，用于接收来自所述硅料输运管的硅料，所述下料管与所述硅料输运管连通；其中，硅料的自然堆积角为θ0，所述进料管的中心线与所述下料管的中心线之间的夹角为β，β满足以下条件：0°≤β＜90°-θ0；所述硅料输运管的中心线与所述下料管的中心线之间的夹角为θ，θ满足以下条件：θ0+90°≤θ≤θ0+130°。上述直拉单晶炉加料装置，一方面，能够避免硅料在管内堆积，从而避免堵料导致运行停止的风险；另一方面，硅料在石英管内运行的速度适中，从下料管流出的硅料掉落到硅溶液之后，能够避免溅硅严重对坩埚损害大，从而避免影响总运行时间和单晶产出。上述整体能够降低生产成本，有利于应用。在其中一个实施例中，所述硅料输运管靠近所述进料管的一端向远离所述进料管的一侧凹陷形成有凹部，所述凹部正对设置于所述进料管的一侧。在其中一个实施例中，所述直拉单晶炉加料装置还包括用于直接接收来自所述进料管的硅料的垫块，所述垫块位于所述凹部内。在其中一个实施例中，所述垫块靠近所述进料管的表面不低于所述硅料输运管远离所述进料管的表面，且所述垫块靠近所述进料管的表面的倾斜度与所述硅料输运管的中心线的倾斜度相同。在其中一个实施例中，所述垫块为石英垫块或者硅垫块。在其中一个实施例中，所述硅料为圆形颗粒硅，所述θ0满足以下条件：0°≤θ0≤25°；或者所述硅料为细条状的机械破碎料，所述θ0满足以下条件：30°≤θ0≤50°。在其中一个实施例中，所述进料管靠近所述硅料输运管的一端的尺寸大于所述硅料输运管的尺寸。在其中一个实施例中，所述进料管的尺寸自远离所述硅料输运管的一端向靠近所述硅料输运管的一端逐渐减小。在其中一个实施例中，所述进料管、所述硅料输运管与所述下料管为一体成型、焊接成一体或者拼接而成。在其中一个实施例中，所述进料管的长度为10mm～120mm，所述硅料输运管的长度为100mm～600mm，所述下料管的长度为30mm～280mm。在其中一个实施例中，所述进料管、所述硅料输运管与所述下料管的壁厚为1mm～10mm。在其中一个实施例中，所述进料管为石英进料管、硅化物进料管或石墨进料管，所述硅料输运管为石英硅料输运管、硅化物硅料输运管或石墨硅料输运管，所述下料管为石英下料管、硅化物下料管或石墨下料管。在其中一个实施例中，所述进料管、所述硅料输运管与所述下料管的截面形状为圆形，所述进料管、所述硅料输运管与所述下料管的内径为20mm～100mm；或者所述进料管、所述硅料输运管与所述下料管的截面形状为正方形。附图说明图1为本技术一实施方式的直拉单晶炉加料装置的示意图。具体实施方式为使本技术的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本技术的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本技术。但是本技术能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本技术内涵的情况下做类似改进，因此本技术不受下面公开的具体实施例的限制。请参见图1，本技术一实施方式的直拉单晶炉加料装置100包括进料管110、硅料输运管120以及下料管130。其中，进料管110用于接收来自加料器200的硅料。进料管110的材质为石英、硅化物或石墨的单一材料或组成物。进料管110优选为石英进料管、硅化物进料管或石墨进料管。其中，硅料输运管120用于接收来自进料管110的硅料，硅料输运管120与进料管110连通。硅料输运管120的材质为石英、硅化物或石墨的单一材料或组成物。硅料输运管120优选为石英硅料输运管、硅化物硅料输运管或石墨硅料输运管。其中，下料管130用于接收来自硅料输运管120的硅料，下料管130与硅料输运管120连通。下料管130的材质为石英、硅化物或石墨的单一材料或组成物。下料管130优选为石英下料管、硅化物下料管或石墨下料管。其中，硅料的自然堆积角为θ0，进料管110的中心线与下料管130的中心线之间的夹角为β，β满足以下条件：0°≤β＜90°-θ0。具体的，本实施方式中进料管110的中心线与下料管130的中心线平行。也就是说，进料管110的中心线与下料管130的中心线之间的夹角β为0°。其中，硅料输运管120的中心线与下料管130的中心线之间的夹角为θ，θ满足以下条件：θ0+90°≤θ≤θ0+130°。使用上述直拉单晶炉加料装置100时，使进料管110的中心线与下料管130的中心线均垂直于水平面。此时，硅料输运管120的中心线与水平面之间的夹角α满足以下条件：θ0≤α≤θ0+40°。而在其他实施方式中，当进料管110的中心线与下料管130的中心线不平行时，也优选使硅料输运管120的中心线与水平面之间的夹角α满足上述条件：θ0≤α≤θ0+40°。这样能够依据硅料的流动特性，以达到不堵料且能降低对坩埚损害、减少溅硅的效果。其中，自然堆积角指的是物料在静态自然堆积时料堆的坡度(即料堆与地面的夹角)。其中，自然堆积指物料在堆积时不受外力本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种直拉单晶炉加料装置，其特征在于，所述直拉单晶炉加料装置包括：/n进料管；/n硅料输运管，用于接收来自所述进料管的硅料，所述硅料输运管与所述进料管连通；以及/n下料管，用于接收来自所述硅料输运管的硅料，所述下料管与所述硅料输运管连通；/n其中，硅料的自然堆积角为θ

【技术特征摘要】
1.一种直拉单晶炉加料装置，其特征在于，所述直拉单晶炉加料装置包括：
进料管；
硅料输运管，用于接收来自所述进料管的硅料，所述硅料输运管与所述进料管连通；以及
下料管，用于接收来自所述硅料输运管的硅料，所述下料管与所述硅料输运管连通；
其中，硅料的自然堆积角为θ0，所述进料管的中心线与所述下料管的中心线之间的夹角为β，β满足以下条件：0°≤β＜90°-θ0；所述硅料输运管的中心线与所述下料管的中心线之间的夹角为θ，θ满足以下条件：θ0+90°≤θ≤θ0+130°。


2.根据权利要求1所述的直拉单晶炉加料装置，其特征在于，所述硅料输运管靠近所述进料管的一端向远离所述进料管的一侧凹陷形成有凹部，所述凹部正对设置于所述进料管的一侧。


3.根据权利要求2所述的直拉单晶炉加料装置，其特征在于，所述直拉单晶炉加料装置还包括用于直接接收来自所述进料管的硅料的垫块，所述垫块位于所述凹部内。


4.根据权利要求3所述的直拉单晶炉加料装置，其特征在于，所述垫块靠近所述进料管的表面不低于所述硅料输运管远离所述进料管的表面，且所述垫块靠近所述进料管的表面的倾斜度与所述硅料输运管的中心线的倾斜度相同。


5.根据权利要求3所述的直拉单晶炉加料装置，其特征在于，所述垫块为石英垫块或者硅垫块。


6.根据权利要求1所述的直拉单晶炉加料装置，其特征在于，所述硅料为圆形颗粒硅，所述θ0满足以下条件：0°≤θ0≤25°；或者
所述硅料为细条状的机械破碎料，所...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘海，万跃鹏，张新皓，孔传祥，
申请(专利权)人：江苏协鑫硅材料科技发展有限公司，
类型：新型
国别省市：江苏;32